|
DOI: 10.14489/td.2021.09.pp.016-025
Марков А. А., Максимова Е. А.
ПРОБЛЕМЫ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ РЕЛЬСОВ
(c. 16-25)
Аннотация. Рассмотрены основные факторы, снижающие качество неразрушающего контроля рельсов при высокоскоростном сканировании. Базируясь на анализе реальных дефектограмм, полученных при контроле рельсов на скоростях до 120 км /ч, сформулированы выводы, свидетельствующие о заметном уменьшении зон локации дефектов и увеличении протяженности участков с нарушениями акустического контакта при повышении скорости сканирования. Впервые подняты вопросы, касающиеся проверки работоспособности дефектоскопических средств в реальных условиях контроля. Из рассмотренных пяти факторов наиболее значимыми являются причины, влияющие на качество и объем получения первичной информации о состоянии контролируемых рельсов.
Ключевые слова: высокоскоростной контроль рельсов, диагностический комплекс, вагон-дефектоскоп, ультразвуковая дефектоскопия, акустический контакт, магнитный метод, сварные стыки рельсов, автоматическая расшифровка дефектограмм, интегральный показатель.
Markov A. A., Maksimova E. A.
PROBLEMS OF HIGH-SPEED RAIL FLAW DETECTION
(pp. 16-25)
Abstract. The main factors that reduce the quality of non-destructive testing of rails during high-speed scanning are considered. The most significant factors are the quality and volume of obtaining primary information about the condition of the monitored rails. It is shown that, at high-speed (up to 120 km/h) control, the compression of the defect location zone is clearly manifested and the length of the areas with acoustic contact violations increases. Analysis of real flaw diagrams of diagnostic complexes shows that with an increase in the scanning speed, the length of the location zone even from such large reflectors in the rails, such as bolt holes, significantly decreases. The average length of the instability zone of the bottom signal over the welded joints of the rails also increases significantly. The compression of the location zones of the reflectors can be compensated by expanding the aperture of the ultrasonic transducers. Improving the quality of the acoustic contact requires further improvement of the design of the search system and the systems for supplying the contacting liquid to the transducers, depending on the scanning speed. The Magnetic Flux Leakage(MFL) method can effectively detect defects in the rail head up to 20 mm deep at high speeds. Mathematical modeling of the magnetic flux in the controlled rails is performed. This allows us to start creating a new rail magnetization system with an increased interpole distance for high speeds. The introduction of modern methods for processing a significant flow of flaw detection information using neural networks requires the formation of a large sample base of training signals from real defects in different sections of rails. This is a complex task in its own right. For the first time, the issues of checking the operability of flaw detection devices in real control conditions are raised. Testing of ultrasonic equipment at high speeds is proposed to be carried out with the help of special electronic-acoustic simulators of defects. They are installed on different surfaces of the rails on which the diagnostic complexes pass. Operational quality control of ultrasonic rail inspection can be evaluated by statistical analysis of signal parameters from structural elements (bolt holes). The choice between the monitoring performance and the required reliability of detecting rail defects must be made based on the results of real passes of diagnostic complexes at operating scanning speeds.
Keywords: high-speed rail testing, diagnostic complex, carflaw detector, ultrasonic flaw detection, acoustic contact, magnetic method, welded joints of rails, automatic decryption of B-scan, integral parameter.
А. А. Марков, Е. А. Максимова (АО «Радиоавионика», Санкт-Петербург, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
A. A. Markov, E. A. Maksimova (Radioavionica JSC, St. Petersburg, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Блинкова С. А., Захаров И. В. Развитие скоростного и высокоскоростного движения на железных дорогах России и мира // Наука и образование транспорту. 2018. № 1. С. 227 – 231.
2. Рословец А. А. Диагностика на страже безопасности // Путь и путевое хозяйство. 2021. № 6. С. 3 – 8.
3. Тарабрин В. Ф. Система стандартизации и метрологического обеспечения скоростных средств дефектоскопии рельсов при их производстве и эксплуатации // Контроль. Диагностика. 2021. Т. 24, № 5. С. 14 – 29.
4. Марков А. А. Особенности оценки условных размеров дефектов при значительных скоростях сканирования // Дефектоскопия. 1989. № 3. С. 8 – 16.
5. Мосягин В. В., Васильев С. А., Маховиков С. П. Способ высокоскоростного ультразвукового контроля рельсов: Пат. на изобр. № 2715885. Опубл. 04.03.2020. Бюл. № 7.
6. Марков А. А., Максимова Е. А. Анализ параметров ультразвуковых сигналов при высокоскоростном контроле рельсов // Дефектоскопия. 2021. № 3. С. 3 – 16.
7. Шур Е. А., Федин В. М., Борц А. И. и др. Пути устранения повышенной повреждаемости рельсов в зоне сварных стыков // Вестник ВНИИЖТ. 2019. Т. 78, № 4. С. 210 – 217.
8. Марков А. А., Максимова Е. А. Анализ параметров донных сигналов в зоне сварных стыков рельсов при высокоскоростном ультразвуковом контроле // Дефектоскопия. 2021. № 5. С. 45 – 55.
9. Положение о расшифровке результатов неразрушающего контроля рельсов. Утв. распоряжением Центральной дирекции инфраструктуры от 09.01.2018 г. № ЦДИ-1/р и Изменения от 29.05.2018 № 558/р. URL: sdo-kaskor-aspt.ru
10. Шур Е. А., Борц А. И., Заграничек К. Л., Васильева С. А. Причины изломов рельсов // Путь и путевое хозяйство. 2021. № 5. С. 9 – 14.
11. Марков А. А., Антипов А. Г., Максимова Е. А. Глубина обнаружения дефектов магнитным методом при скоростном контроле рельсов // Путь и путевое хозяйство. 2019. № 10. С. 26 – 31.
12. Марков А. А., Антипов А. Г., Карелин М. В. Оценка достоверности автоматического распознавания сигналов от конструктивных элементов рельсового пути магнитодинамическим методом // Контроль. Диагностика. 2018. № 3. С. 16 – 27.
13. Марков А. А., Максимова Е. А. Автоматизация анализа сигналов многоканального контроля рельсов: проблемы и предложения // В мире неразрушающего контроля. 2019. Т. 22, № 4. С. 76 – 80.
14. Orjelik V., Aharoni R., Krug G. Comparative Data Analysis for Optimal High-Speed Railways Testing // Abstracts of the 8th European Conference on NDT (ECNDT 2002). Barcelona (Spain). June 17 – 21, 2002. Barcelona, 2002.
15. Тарабрин В. Ф., Зверев А. В., Горбунов О. Е. Аппаратно-программный комплекс «АСТРА» для регистрации и расшифровки результатов комплексной диагностики рельсового пути // Контроль. Диагностика. 2013. № 10. С. 33 – 47.
16. Маленичев А. А., Сулимова В. В., Красоткина О. В. и др. Применение процедуры парного выравнивания для разметки стыков на ультразвуковой дефектограмме рельсового пути // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2013. № 9-1. С. 115 – 127.
17. Шишкин В. В., Стенюшкин Д. И., Брон М. Г. Математические модели и методы для расшифровки ультразвуковых дефектограмм железнодорожных рельсов в реальном времени // Автоматизация процессов управления. 2014. № 4(38). С. 61 – 67.
18. Кузьмин Е. В., Горбунов О. Е., Плотников П. О. и др. Применение нейронных сетей для распознавания конструктивных элементов рельсов на магнитных и вихретоковых дефектограммах // Моделирование и анализ информационных систем. 2018. Т. 25, № 6(78). С. 667 – 679.
19. Обнаружение дефектов рельсов при помощи ультразвукового контроля // Железные дороги мира. 2019. № 8. С. 68 – 72.
20. Марков А. А., Максимова Е. А., Антипов А. Г. Анализ развития дефектов рельсов по результатам многоканального периодического контроля // Дефектоскопия. 2019. № 12. С. 3 – 15.
21. Марков А. А., Миронов Ф. С. Принципы построения электронно-акустических тренажеров для обучения и аттестации специалистов по ультразвуковому контролю изделий // Дефектоскопия. 1997. № 6. С. 22 – 38.
1. Blinkova S. A., Zaharov I. V. (2018). Development of high-speed and high-speed traffic on the railways of Russia and the world. Nauka i obrazovanie transportu, (1), pp. 227 – 231. [in Russian language]
2. Roslovets A. A. (2021). Diagnostics on guard of safety. Put' i putevoe hozyaystvo, (6), pp. 3 – 8. [in Russian language]
3. Tarabrin V. F. (2021). System of standardization and metrological support of speed defective means of rails in their production and operation. Kontrol'. Diagnostika, Vol. 24, (5), pp. 14 – 29. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2021.05.pp.014-029
4. Markov A. A. (1989). Features of estimation of conditional sizes of defects at significant scanning speeds. Defektoskopiya, (3), pp. 8 – 16. [in Russian language]
5. Mosyagin V. V., Vasil'ev S. A., Mahovikov S. P. Method for high-speed ultrasonic testing of rails. Invention patent No. 2715885. [in Russian language]
6. Markov A. A., Maksimova E. A. (2021). Analysis of the parameters of ultrasonic signals at high-speed control of rails. Defektoskopiya, (3), pp. 3 – 16. [in Russian language]
7. Shur E. A., Fedin V. M., Borts A. I. et al. (2019). Ways to eliminate increased damage to rails in the area of welded joints. Vestnik VNIIZhT, Vol. 78, (4), pp. 210 – 217. [in Russian language]
8. Markov A. A., Maksimova E. A. (2021). Analysis of the parameters of bottom signals in the zone of welded joints of rails during high-speed ultrasonic testing. Defektoskopiya, (5), pp. 45 – 55. [in Russian language]
9. Regulations on the interpretation of the results of non-destructive testing of rails. (2018). Available at: sdo-kaskor-aspt.ru [in Russian language]
10. Shur E. A., Borts A. I., Zagranichek K. L., Vasil'eva S. A. (2021). Causes of rail breaks. Put' i putevoe hozyaystvo, (5), pp. 9 – 14. [in Russian language]
11. Markov A. A., Antipov A. G., Maksimova E. A. (2019). The depth of detection of defects by the magnetic method during high-speed control of rails. Put' i putevoe hozyaystvo, (10), pp. 26 – 31. [in Russian language]
12. Markov A. A., Antipov A. G., Karelin M. V. (2018). Evaluation of the reliability of automatic recognition of signals from structural elements of a rail track by the magnetodynamic method. Kontrol'. Diagnostika, (3), pp. 16 – 27. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2018.03.pp.016-027
13. Markov A. A., Maksimova E. A. (2019). Automation of signal analysis of multichannel rail control: problems and suggestions. V mire nerazrushayushchego kontrolya, Vol. 22, (4), pp. 76 – 80. [in Russian language]
14. Orjelik V., Aharoni R., Krug G. (2002). Comparative Data Analysis for Optimal High-Speed Railways Testing. Abstracts of the 8th European Conference on NDT (ECNDT 2002). Barcelona.
15. Tarabrin V. F., Zverev A. V., Gorbunov O. E. (2013). The hardware-software complex "ASTRA" for registration and interpretation of railway rails complex diagnostics results. Kontrol'. Diagnostika, (10), pp. 33 – 47. [in Russian language]
16. Malenichev A. A., Sulimova V. V., Krasotkina O. V. et al. (2013). Application of the paired alignment procedure for marking joints on an ultrasonic defectogram of a rail track. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki, (9-1), pp. 115 – 127. [in Russian language]
17. Shishkin V. V., Stenyushkin D. I., Bron M. G. (2014). Mathematical models and methods for decoding ultrasonic defectograms of railway rails in real time. Avtomatizatsiya protsessov upravleniya, 38(4), pp. 61 – 67. [in Russian language]
18. Kuz'min E. V., Gorbunov O. E., Plotnikov P. O., Tyukin V. A., Bashkin V. A. (2018). Application of neural networks for recognition of structural elements of rails on magnetic and eddy-current defectograms. Modelirovanie i analiz informatsionnyh sistem, Vol. 25, 78(6), pp. 667 – 679. [in Russian language]
19. Detection of rail defects using ultrasonic testing. (2019). Zheleznye dorogi mira, (8), pp. 68 – 72. [in Russian language]
20. Markov A. A., Maksimova E. A., Antipov A. G. (2019). Analysis of the development of rail defects based on the results of multichannel periodic inspection. Defektoskopiya, (12), pp. 3 – 15. [in Russian language]
21. Markov A. A., Mironov F. S. (1997). Principles of construction of electronic-acoustic simulators for training and certification of specialists in ultrasonic testing of products. Defektoskopiya, (6), pp. 22 – 38. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 450 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2021.09.pp.016-025
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 450 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2021.09.pp.016-025
and fill out the form
.
|
Текущий номер
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»